NEWS

De netelige kwestie van de onzekerheid bij de metingen van de luchtdichtheid: wat wordt er echt gemeten?

29-05-19

Technology watch

Zin geven aan het resultaat van de luchtdichtheid

Wanneer men een grootheid meet, eender welke grootheid, meet men in feite enkel een waarde die de werkelijke waarde benadert. In werkelijkheid gaat elke meting onvermijdelijk gepaard met fouten veroorzaakt door meerdere factoren: onnauwkeurigheid van de meettoestellen, menselijke fout tijdens de meting, externe omstandigheden die een invloed hebben op de meting, enz. Opdat het resultaat betekenisvol zou zijn, zou elke meting altijd vergezeld moeten zijn van een indicator met betrekking tot het mogelijke verschil tussen de verkregen waarde voor de gemeten variabele en de “werkelijke waarde”. Deze indicator is des te belangrijker voor metingen in situ waar de meetomstandigheden moeilijker te controleren zijn dan in een laboratorium en er dus grotere fouten optreden. Deze indicator noemt men de onzekerheid. De interpretatie ervan is niet altijd eenvoudig en vereist de toepassing van statistieken.

Op het vlak van de onzekerheid is de luchtdichtheid een slechte leerling, aangezien de luchtdichtheidstests zelden melding maken van de onzekerheid. Wanneer ze wel wordt vermeld, is ze meestal gebaseerd op een verkeerde berekening. De meeste software maakt immers gebruik van een gewone berekeningsmethode (gewone kleinste kwadraten) om de grootheden te verkrijgen die nodig zijn voor de berekening van de luchtverversingsgraad (n50) en de luchtdoorlatendheid (v50). Deze berekeningsmethode gaat ervan uit dat er bij de luchtdichtheidstests geen enkele fout werd geregistreerd bij de meting van de luchtdruk. Deze hypothese wordt momenteel sterk in vraag gesteld in verschillende onderzoeken, en deze twijfel wordt versterkt door de moeilijkheden die de testers ondervinden om nauwkeurige drukmetingen te verkrijgen bij ongunstige weersomstandigheden (d.w.z. bij hoge windsnelheden). In het kader van het onderzoek worden momenteel alternatieve berekeningsmethodes onderzocht, maar deze worden nog niet in de praktijk toegepast[1].

Een goede methode om de onzekerheid te schatten in het kader van de luchtdichtheid bestaat erin zich te baseren op de bestaande tests van de herhaalbaarheid. De herhaalbaarheidstests zijn een reeks tests uitgevoerd in gelijkaardige omstandigheden (zelfde operator, zelfde materiaal, zelfde volume). De afgelopen jaren werden er meerdere tests van de herhaalbaarheid uitgevoerd op het vlak van de luchtdichtheid1,[2]. De resultaten van deze tests vertonen voor een luchtdichtheidstest een onzekerheid die varieert van 0,6 tot 2,3% van het gemeten debiet, afhankelijk van de testomstandigheden en het geteste volume. Als we hieraan een onzekerheidswaarde van 5% voor de meting van het volume van het gebouw toevoegen, dan kan de onzekerheid voor de n50 gaan tot 5,5%. Met andere woorden, indien een meting bij een luchtdichtheidstest een n50-waarde van 0,62 oplevert voor een bepaald volume, zou de echte n50-waarde voor dit volume zowel 0,68 als 0,56 kunnen zijn. Deze resultaten kunnen dus voor een geslaagde of mislukte test vormen, al naargelang het geval.

Uiteraard zijn deze berekeningen gebaseerd op benaderingen en hypothesen die afhangen van de specifieke situatie van elke meting. Indien de berekening van het volume bijvoorbeeld wordt uitgevoerd met een nauwkeurigheid van  en de wind die dag zeer zwak is, dan kan men ervan uitgaan dat de fout kleiner zal zijn. Wat de onzekerheden betreft, zijn er voor de luchtdichtheid nog heel wat schaduwzones. Hoewel deze benaderingen het mogelijk maken om een waarde te verkrijgen die pertinenter is dan die van de meeste software, is er nog ruimte voor verbetering om dichter aan te sluiten bij de werkelijke waarden.

De “micro/macro”-dualiteit van de luchtdichtheid

De dag van vandaag leggen heel wat bestekken in Brussel een waarde voor de luchtdichtheid op in de vorm van de n50 (luchtverversingsgraad) of v50 (luchtdoorlatendheid) voor nieuwbouw en ingrijpende renovaties. Het is soms moeilijk om zin te geven aan dergelijke waarden aangezien ze een verplichting inhouden voor het volledige volume (macroschaal) terwijl de infiltratie de lokale verplaatsing van lucht betreft via de componenten en aansluitingen die de grenzen van dit volume vormen (microschaal).

Deze dualiteit zorgt voor heel wat vragen en problemen. De kennis van de globale prestatie van het gebouw (macro) stelt ons bijvoorbeeld niet in staat om te anticiperen op de gevolgen van de luchtinfiltratie aangezien deze afhangen van het type lek (micro). Een luchtlek naar een verwarmd aangrenzend volume zal immers niet dezelfde impact hebben op het energieverbruik als een rechtstreeks lek naar buiten, aangezien het temperatuurdifferentieel verschillend is. Desalniettemin past de bouwsector met betrekking tot de luchtdichtheid momenteel geen enkel onderscheid toe tussen deze twee soorten lekken voor wat de gemeten prestaties betreft. De kennis van de individuele waarden van elk van de lekken (micro) aan de grenzen van het gemeten volume, ervan uitgaande dat deze beschikbaar zouden zijn, maakt het ook niet mogelijk om de globale prestaties (macro) te voorspellen, aangezien we op dit moment over te weinig informatie beschikken met betrekking tot de onderlinge interacties tussen de lekken. 

De projecten AirPath50 (lokale schaal – micro) en Cam(b)bridge (globale schaal – macro)[3] spitsen zich toe op deze dualiteit. Het eerste onderzoekt de nauwkeurige kwantificatie van de luchtdichtheidsprestaties van de componenten en aansluitingen van het gebouw, ongeacht de dichtheid van het gebouw in zijn geheel. Het tweede project daarentegen wil een grote hoeveelheid luchtdichtheidstests verzamelen om op basis van een statistische analyse de resultaten van de luchtdichtheid aan het ontwerp van het geteste volume te koppelen. Een van de meest interessante aspecten van deze projecten is hun complementariteit: de combinatie van de resultaten van het project Airpath 50 (d.w.z. de debietwaarden van de verschillende componenten van het gebouw) en Cam(b)bridge (d.w.z. de globale prestatie van het gebouw al naargelang van zijn ontwerp) zou het mogelijk moeten maken een beter begrip te verkrijgen van deze duale relatie op het vlak van de luchtdichtheid.

 

[1] Martin Prignon, Arnaud Dawans, Geoffrey van Moeseke (2018). Uncertainties in airtightness measurements: regression methods and pressure sequences. 39th AIVC conference – 7th TightVent & 5th Venticool Conference “Smart ventilation in buildings”. Frankrijk.

[2] Jiri Novak (2015). Repeatability and reproducibility of blower door tests – four years’ experience of round-robin tests in Czech Republic. 9th International Buildair Symposium. Duitsland.

[3] De projecten Airpath50 en Cam(b)bridge worden uitgevoerd met de steun van Innoviris, het Brussels Instituut voor Onderzoek en Innovatie.

Auteurs : Arnaud Dawans, lid van de Board van ecobuild.brussels en Head of Innovation bij de Ondernemingen Jacques Delens, en Martin Prignon (UCLouvain)

Lees ook : Drones en 3D-opmetingen voor de bouwprofessioneelDe technische groep inzake akoestiek : voor rustigere Brusselse woningen…Circulair bouwen : Wat is het ideale recept ?Open innovation : Samen bouwen aan de innovatie van morgen.

Onze partners